辉光离子渗氮对Ti6Al4V合金在航空煤油中摩擦学性能的影响

为改善钛合金在航空煤油中的摩擦学性能,采用辉光离子渗氮技术对Ti6Al4V钛合金表面进行改性处理。分析了渗氮层的表面形态、组织结构、显微硬度沿层深的分布,对比研究了钛合金基体、渗氮层和5CrMnMo工具钢在航空煤油中分别与GCr15钢及QSn4-3铜合金配副对磨时的耐磨性能,并探讨了渗氮层的表面粗糙度对摩擦磨损行为的影响。结果表明:Ti6Al4V钛合金表面渗氮层硬度明显高于5CrMnMo工具钢,经表面抛光后处理,其耐磨性能显著优于钛合金基材与5CrMnMo工具钢,同时也有效降低了摩擦配副的表面磨损。研究同时发现QSn4-3铜合金配副的磨损体积损失与渗氮层的表面粗糙度呈线性递增关系,原因归于铜合金配副的磨损失效由渗氮层表面微凸体的磨粒磨损作用及航空煤油的润滑状况决定。     

Ti6Al4V的微磨粒磨损研究

研究了医用Ti6Al4V合金在蒸馏水中的微磨粒磨损行为,考察了载荷、滑行距离、料浆浓度和转速对微磨粒磨损规律的影响,并对微磨粒磨损机制进行了讨论。结果表明:随载荷、滑行距离和料浆浓度的增加,Ti6Al4V合金的磨损量增加,磨损机制由三体磨损转变为混合磨损。     

离子氮化锻造CoCrMo合金的结构及摩擦学性能

采用离子氮化技术,对医用CoCrMo合金进行表面离子氮化处理。利用SEM和XRD分析表面形貌和组织结构,并测定表面硬度,采用销-盘往复运动方式,在UMT-Ⅱ微摩擦磨损试验机上考察25%小牛血清润滑条件下的摩擦磨损性能。实验结果表明,离子氮化CoCrMo合金表面形成具有纳米结构的硬质CrN和Cr2N氮化层,表面粗糙度上升,显微硬度明显提高。低载荷时,氮化CoCrMo合金的摩擦因数均低于未处理合金,但高载荷时的摩擦因数接近或高于未处理样品。不同氮化温度和载荷条件下,氮化样品的磨损率都明显低于未处理样品,抗磨损性能提高近4倍。CoCrMo合金主要以黏着磨损为主,并伴有塑性变形,氮化CoCrMo合金的磨损较轻,主要为黏着擦伤。     

离子渗氮对齿轮精度的影响

渗氮在齿轮表层强化中的应用日益广泛,而对渗氮后齿轮变形和精度变化的研究十分匮乏。分析了渗氮变形产生的原因,阐明了变形的影响因素和一般规律,对42CrMo和40CrNiNo两种材料3种规格的齿轮进行深层离子渗氮处理,并系统测量了渗氮前、后齿轮各项误差的变化。试验表明,齿轮渗氮后精度下降0.5～1级;并得出深层离子渗氮对齿轮变形的影响规律及齿轮精度下降趋势,为渗氮齿轮设计制造及控制变形提供了参考。     

离子渗氮／ 渗硫层转动微动摩擦学行为研究

利用渗氮/渗硫复合处理在LZ50钢表面制备离子渗氮/渗硫层,在干态及不同角位移幅值下对渗层及其基体材料进行转动微动磨损试验,利用扫描电子显微镜、能谱仪和2D/3D轮廓仪对磨痕进行微观分析。试验结果表明：渗氮/渗硫层改变了基体材料的微动运行工况图,部分滑移区和滑移区边界向部分滑移区移动,滑移区运行范围增大;在部分滑移区,渗层的摩擦因数明显低于基体材料,其损伤十分轻微;在滑移区,次表层剥落的硬质颗粒使得稳定阶段摩擦因数高于基体材料,磨损机制为磨粒磨损、氧化磨损和剥层。     

离子轰击热处理技术对轴承钢摩擦学性能的影响

为提高轴承钢的摩擦磨损性能,采用离子轰击热处理技术在GCr15轴承钢的表面生成渗硫层、渗氮层和硫氮复合渗层.在球一盘摩擦磨损试验机上对比研究轴承钢原始表面、渗硫表面,渗氮表面与硫氮复合处理表面在油润滑下的摩擦磨损性能.利用显微硬度计分析不同表面的硬度;利用扫描电镜观察不同处理表面和磨损表面的形貌;利用X射线光电子能谱仪分析磨损表面边界润滑膜化合物的价态并研究元素随深度的变化.研究表明,GCr15轴承钢表面通过渗硫、渗氮、硫氮复合处理后在油润滑条件下摩擦磨损性能都可以得到比较明显的提高.轴承钢基体对渗硫层的支持作用有限,影响硫化层作用的发挥.高硬度的渗氮层在较低载荷下可以起到很好的减摩抗磨作用.硫氮复合处理盘由于在较软的共渗层下面存在高硬度的渗氮层,可以对表面的软质层提供更强的支持,在较苛刻的工况下,硫氮复合盘的摩擦学性能显得更加突出.     

切削工艺对Ti6Al4V合金锯齿形切屑的影响研究

通过实验研究了切削速度和切削厚度对Ti6Al4V合金锯齿形切屑、齿距和锯齿化程度以及绝热剪切带微观组织转变的影响,并对锯齿形切屑的形成过程及机理进行了分析。结果表明:随着切削速度的增加,锯齿形切屑单元的尺寸和切屑的锯齿化程度不断增加,切屑锯齿的剪切带更容易形成转变带,在切削速度为550 r/min时剪切带中基本都由转变带组成。随着切削厚度的增加,齿距不断增大,当切削厚度0.3 mm后锯齿化程度变化幅度减小;当切削厚度从0.2 mm增加至1.0 mm时,剪切带组织逐渐从形变带转变为形变带+转变带,并在切削厚度为1.0 mm时完全形成转变带。     

双辉光离子渗铜对缸套-活塞环摩擦学性能的影响*

为研究铜元素对缸套-活塞环摩擦学性能的影响,通过双辉光离子渗透技术在缸套材料表面加工出不同厚度的渗铜改性层,使用RTEC多功能摩擦磨损试验机开展不同负载、不同润滑条件下的模拟试验,采集并分析试验过程中的摩擦因数以及试验后体积磨损量和磨损表面形貌,研究渗铜改性层对缸套材料摩擦学性能的影响规律及作用机制。结果表明：渗铜处理可有效降低缸套-活塞环摩擦副的摩擦因数,减少磨损量;高载荷和干摩擦条件下渗铜改性层的减摩抗磨作用效果尤为显著,最高可使摩擦因数分别降低13.15%和30.86%,磨损量分别降低30.70%和38.57%;渗铜后缸套-活塞环磨损表面形貌平整,摩擦表面形成了铜含量较高的润滑膜层,该表面膜起到了减摩、耐磨的作用。     

Ti6Al4V/WC-Co干摩擦性能研究

利用Optimal SRV高温摩擦磨损试验机,研究干摩擦条件下钛合金(Ti6Al4V)对硬质合金(WC-Co)的摩擦学性能.研究了载荷、温度与滑动速度对摩擦过程的影响,通过磨损区微观形貌表征分析了磨损机理.结果表明:Ti6Al4V与WC-Co的摩擦系数波动剧烈,产生了严重的黏滑摩擦,且随着载荷、温度与滑动速度的增加,黏...     

Ti6Al4V合金在Saline溶液中的微动腐蚀特性

采用液压高精度微动试验机,做了Ti6A l4V/Si3N4摩擦副在干态、蒸馏水和Saline溶液等3种介质中的微动腐蚀试验,用激光共焦扫描显微镜(LCSM)观察了磨痕表面形貌并测量了磨损体积。结果表明:蒸馏水和Saline溶液改变了微动运行区域;空气中的摩擦因数与磨损体积最大,Saline溶液中最小,3种介质中的摩擦因数与磨损体积均随位移增加而增加;载荷增加时,磨损体积增大而摩擦因数减小;较大位移时,腐蚀与磨损交互作用显著地加速了Ti6A l4V的材料流失;微动损伤主要表现为剥落与磨粒磨损共同作用。     

Ti6Al4V表面生物活性陶瓷涂层的摩擦学性能

人工合成的生物活性陶瓷被广泛应用于金属内植入体表面用以修复或置换缺损的骨组织。使用自制的往复试验机,在6.5 mm/s的滑动速度和不同载荷(1 N和2 N)下对溶胶-凝胶法制备的生物活性陶瓷羟基磷灰石(HAP∶Ca10(PO4)6(OH)2)和二氧化钛涂层,以及羟基磷灰石/二氧化钛复合涂层进行了摩擦学性能的研究。结果显示,由不同工艺路线制备的HAP涂层的抗磨性有一定的差异,其中采用有机磷酯前驱体法制备的HAP涂层的抗磨性较好,但它们的抗磨性均差于二氧化钛涂层;羟基磷灰石/二氧化钛复合涂层的抗磨性与两者的复合方式有关,其中非晶态结构的复合涂层的抗磨性最佳。     

摩擦速度对Ti-6Al-4V合金腐蚀磨损的影响

采用腐蚀摩擦磨损试验机,进行了Ti合金/Al2O3摩擦副在林格溶液介质中的腐蚀磨损试验。试验在改变摩擦速度时对材料的耐腐蚀性能及钝化膜的再生能力进行了探讨。结果表明:摩擦破坏了Ti合金表面的钝化膜使电流密度上升。电流密度随摩擦速度的增大而增大。但是,钝化膜再生能力随摩擦速度的增大而减小。摩擦速度影响到磨损形态,速度小时主要以磨粒磨损形态为主,随着速度的增大磨损形态将过渡为腐蚀磨损和粘着磨损。     

G80Cr4Mo4V钢轴承套圈离子渗氮工艺优化试验

采用不同的离子渗氮工艺对G80Cr4Mo4V钢轴承套圈进行离子渗氮处理.采用金相显微镜、硬度计分析渗氮层组织、硬度以及渗氮层深度,借助X射线衍射仪对优化工艺处理的轴承套圈进行应力梯度对比分析.结果表明:降低溅射时间或延长脉冲停顿时间可以改善脉状组织级别;渗氮时间由30 h增至50 h后,渗氮层深度及硬度得到显著提高,继...     

工艺参数对H13钢离子渗氮层性能的影响

利用离子渗氮妒对H13模具钢进行了离子渗氮处理,研究了不同温度及时间对渗氮层性能的影响。结果表明,随渗氮温度的提高,表面硬度先升高后降低,渗氯层厚度逐渐增加;随保温时间的延长,表面硬度逐渐降低,硬化层厚度逐渐增加;表面残留应力随着渗氮温度的提高和保温时间的延长均呈现升高趋势。另外,生产实践表明,渗氮后,模具使用寿命明显提高。     

浅析淬火晶粒度对W9钢离子渗氮的影响

针对Ｗ９钢金属冷挤压模弯曲失效的现象，用不同晶粒度的Ｗ９钢试样及模拟模具进行不同温度，时间的离子渗氮工艺试验，探讨淬火晶粒度的大小对Ｗ９钢离子渗氮的影响。     

渗氮温度对3Cr13不锈钢表面离子渗氮层组织和性能的影响

利用等离子渗氮技术,在不同温度下对3Cr13不锈钢渗氮6 h,研究了渗氮温度对渗氮层组织结构和性能的影响。结果表明:渗氮温度显著影响3Cr13不锈钢表面渗氮层的结构与性能,渗层厚度随着渗氮温度的升高而增加;渗氮温度升高促使表面相由α′N相和ε相逐渐变成CrN相及γ′相;随着渗氮温度的升高表面硬度提高,耐磨性能随之提高;而耐蚀性在低温渗氮(400℃)时比基体略有提高,之后(≥450℃)随着渗氮温度的升高呈下降趋势,且低于基体的。     

硬质合金刀具切削Ti6Al4V的磨损机理及特征

为研究硬质合金刀具在不同切削速度下切削钛合金时,刀具材料中的合金成分对刀具磨损机理及特征的影响,采用YG8、YT15和YW2三种牌号的硬质合金刀具进行干切削Ti6Al4V试验。研究切削速度分别为48 m/min、71 m/min、100 m/min时,三种硬质合金刀具的磨损形貌与磨损机理,分析在低、中、高速切削时三种刀具的磨损机理对其磨损速度的影响。结果表明:低速切削时三种刀具均以黏结磨损为主;高速切削时YG8刀具仍以黏结磨损为主,YT15刀具在发生黏结磨损的同时会产生一定程度的扩散磨损和氧化磨损,YW2刀具的磨损中黏结磨损、扩散磨损和氧化磨损占据同样地位;高速切削时选用YW类刀具更为适合。     

渗氮GCr15钢在含氮硼酸酯添加剂润滑油作用下的摩擦学性能

针对提高滚动轴承使用寿命的问题,提出离子渗氮处理与添加剂结合的解决办法。用等离子渗氮炉在GCr15轴承钢表面制备了渗氮层,并用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM )、X射线衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)和显微硬度计观测了渗层的形貌、相结构和硬度变化。利用四球摩擦磨损试验机对比考察渗氮钢和未渗氮钢在含氮硼酸酯润滑条件下的摩擦学性能,并用X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscope, XPS)分析摩擦反应膜的成分与化学结合态。结果表明,渗氮层与润滑油添加剂之间发生了意想不到的良好交互作用,渗氮钢在质量分数为1.25%氮硼酸酯的润滑条件下表现出最低的摩擦因数和磨斑直径,比未渗氮钢分别降低了34%和45%;分析证明,渗氮层的摩擦表面生成了高BN质量分数的摩擦反应膜是获得优异摩擦学性能的主要原因,而在未渗氮钢摩擦表面未检测到BN。     

离子渗氮气氛对TC4钛合金组织与性能的影响

研究了在不同气氛下进行离子渗氮对TC4钛合金渗氮层的组织与性能的影响。进行了金相组织检查,显微硬度测定,X射线结构分析,磨损试验与渗氮层氧含量测定。试验结果表明,保温时的气氛对控制渗氮层质量有较大的影响